GPS時(shí)鐘模塊是一種基于GPS技術(shù)的時(shí)鐘同步裝置。它利用GPS衛(wèi)星信號(hào)來(lái)精確計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間，并將時(shí)間信號(hào)同步到設(shè)備中，以保證設(shè)備的時(shí)鐘準(zhǔn)確無(wú)誤。GPS時(shí)鐘模塊已廣泛應(yīng)用于通訊、航空、鐵路、電力等領(lǐng)域，是許多行業(yè)的重要核心設(shè)備之一。

　　原理是利用GPS衛(wèi)星的高精度時(shí)間信號(hào)對(duì)設(shè)備時(shí)鐘進(jìn)行同步，從而使設(shè)備內(nèi)部時(shí)鐘與GPS衛(wèi)星的時(shí)間信號(hào)保持同步。GPS信號(hào)經(jīng)過(guò)接收機(jī)接收后，經(jīng)過(guò)解碼和計(jì)算，可以獲得衛(wèi)星的位置、時(shí)間、速度等信息，其中時(shí)間信息精度可以達(dá)到微秒級(jí)。GPS時(shí)鐘模塊利用這樣的時(shí)間信息來(lái)同步設(shè)備內(nèi)部時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間同步。

　　組成主要由天線、接收機(jī)、時(shí)鐘芯片和控制單元等幾部分組成。天線用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，并把信號(hào)傳遞給接收機(jī)；接收機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼和計(jì)算，并將時(shí)間數(shù)據(jù)傳遞給時(shí)鐘芯片；時(shí)鐘芯片將時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并對(duì)設(shè)備時(shí)鐘進(jìn)行同步；控制單元對(duì)模塊進(jìn)行管理和控制，包括設(shè)置、校時(shí)、監(jiān)測(cè)等操作。

　　GPS時(shí)鐘模塊有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它具有高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)微秒級(jí)的時(shí)間同步，并且不受天氣、環(huán)境等因素的影響；其次，它的安裝和維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要對(duì)天線進(jìn)行定位和對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行校時(shí)等操作，即可正常使用；最后，它的應(yīng)用范圍廣泛，可以用于各種需要時(shí)間同步的環(huán)境中，例如通訊、航空、鐵路、電力等。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，GPS時(shí)鐘模塊已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。例如，網(wǎng)絡(luò)通訊中的時(shí)間同步就需要使用GPS時(shí)鐘模塊，以確保各設(shè)備之間的時(shí)間同步；航空領(lǐng)域中，機(jī)場(chǎng)、飛機(jī)等設(shè)備也需要使用GPS時(shí)鐘模塊以確保航班時(shí)間的準(zhǔn)確性；鐵路領(lǐng)域中，GPS時(shí)鐘模塊可以用于鐵路信號(hào)設(shè)備的時(shí)鐘同步，保證列車正常行駛等等。

　　總之，GPS時(shí)鐘模塊是一種基于GPS技術(shù)的高精度時(shí)鐘同步裝置，具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，并已廣泛應(yīng)用于通訊、航空、鐵路、電力等領(lǐng)域。未來(lái)，隨著衛(wèi)星技術(shù)和GPS技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS時(shí)鐘模塊的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，為各行業(yè)的發(fā)展提供更加可靠的時(shí)間同步服務(wù)。
在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)瞬息萬(wàn)變，電網(wǎng)調(diào)度實(shí)行分層多級(jí)管理，調(diào)度管理中心遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)。為保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化裝置被廣泛應(yīng)用，如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、故障錄波裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、事件順序記錄裝置、變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、火電廠機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)及輸煤、除灰、脫硫等控制裝置等。隨著電廠、變電站自動(dòng)化水平的提高，電力系統(tǒng)對(duì)全站統(tǒng)一時(shí)鐘的要求愈來(lái)愈迫切，有了統(tǒng)一時(shí)鐘，既可實(shí)現(xiàn)全站各系統(tǒng)在統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)下的運(yùn)行監(jiān)控，也可以通過(guò)各開關(guān)動(dòng)作的先后順序來(lái)分析事故的原因及發(fā)展過(guò)程。

　　另外，各站往往有不同的裝置需要接收時(shí)鐘同步信號(hào)，其接口類型繁多，裝置的數(shù)量也不等，所以在實(shí)際應(yīng)用中常感到衛(wèi)星授時(shí)裝置的某些類型接口數(shù)量不夠或缺少某種類型的接口，其結(jié)果就是全站中有些裝置不能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，或者需要再增加一臺(tái)甚至數(shù)臺(tái)衛(wèi)星授時(shí)裝置，而這往往受到資金不足或沒有安裝位置等限制。

　　K系列授時(shí)設(shè)備是上海銳呈電氣有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)現(xiàn)在的需要及將來(lái)的發(fā)展要求基礎(chǔ)上，開發(fā)的授時(shí)產(chǎn)品。產(chǎn)品結(jié)合美國(guó) GPS、中國(guó)北斗、俄羅斯格羅娜絲等技術(shù)特點(diǎn)并考慮了各種關(guān)聯(lián)因素，實(shí)現(xiàn)了輸入多源頭(GPS、北斗、格羅娜絲、高精度守時(shí)、IRIG-B 碼基準(zhǔn)等)、輸出多制式（TTL、空接點(diǎn)、IRIG-B、差分、串口、網(wǎng)絡(luò)、光纖等）、滿足多設(shè)備的要求，可為電力、國(guó)防、廣電、軌道交通、石油化工、航道水運(yùn)、郵電電信及相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)中需要接收時(shí)間同步信號(hào)的裝置及系統(tǒng)提供高精度、高穩(wěn)定、高安全，高可靠的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。

　　同時(shí)，該裝置內(nèi)嵌NTP-SERVER服務(wù)，以NTP/SNTP協(xié)議同步網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、DVR、控制器等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間統(tǒng)一。

　　授時(shí)設(shè)備的特點(diǎn)

　　1、采用 DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）和 CPLD（復(fù)雜可編程大規(guī)模邏輯器件）完成實(shí)時(shí)、高速的信號(hào)處理（如擴(kuò)展了“年”和“同步狀態(tài)標(biāo)志”的 IRIG-B、網(wǎng)絡(luò) NTP協(xié)議等）。

　　2、兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)接口，支持 UDP主機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式、廣播模式和組播模式，接收主機(jī)數(shù)量無(wú)限制。

　　3、網(wǎng)絡(luò)授時(shí)服務(wù)器，支持 NTP和 SNTP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)系統(tǒng)/設(shè)備無(wú)需額外編寫程序便可自動(dòng)準(zhǔn)確同步時(shí)間。

　　4、可同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)幾十萬(wàn)臺(tái)客戶端、服務(wù)器、工作站提供時(shí)間服務(wù)。

　　5、支持WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/2012/WINDOWS7、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系統(tǒng)及支持NTP協(xié)議的路由器、交換機(jī)、DVR、NVR、智能控制器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　6、衛(wèi)星同步丟失后能夠連續(xù)、穩(wěn)定、高精度地輸出與 GPS接收機(jī)原始秒脈沖同步的替代時(shí)、分、秒脈沖，并維持內(nèi)部時(shí)鐘的準(zhǔn)確性（即內(nèi)部守時(shí)功能）。

　　7、輸出接口類型豐富：NTP網(wǎng)絡(luò)接口,RS232/RS422/RS485,IRIG-B直流偏置和交流調(diào)制信號(hào)，可選擇時(shí)間類型的時(shí)、分、秒脈沖和 TTL電平脈沖。

　　8、同時(shí)提供光耦 OC門和 RS485總線方式輸出脈沖。

　　9、提供裝置工作狀態(tài)告警接點(diǎn)輸出：失電告警、衛(wèi)星同步丟失告警、裝置異常告警。

　　10、裝置內(nèi)部無(wú)跳線和可調(diào)器件，波特率、頻率測(cè)量和 IRIG-B等相關(guān)參數(shù)均由軟件設(shè)置，方便了應(yīng)用，并提高了裝置的可靠性。

　　11、串口和網(wǎng)絡(luò)接口均支持 net命令行方式的裝置工作參數(shù)設(shè)置。

　　12、具有很強(qiáng)的脈沖、串口、IRIG-B擴(kuò)展能力，滿足高精度、大容量接口的擴(kuò)展需要，并可為用戶提供定制服務(wù)。

　　13、GPS輸出接口擴(kuò)展單元可選，以方便靈活地組成（組屏）各種需求的授時(shí)系統(tǒng)。

　　14、交、直流通用電源，可選擇±24VDC和±48VDC輸入。

　　授時(shí)設(shè)備的指標(biāo)

　　1 電氣參數(shù)輸入電壓：  AC85－265V，DC100－280V交流頻率：  50Hz±5Hz

　　2 環(huán)境參數(shù)儲(chǔ)存溫度：  -25－+75℃運(yùn)行溫度：  -20－+70℃（室內(nèi)）

　　?    相對(duì)濕度：  <95%（不結(jié)露）大氣壓力：  86KPa－106KPa

　　?    運(yùn)行環(huán)境：    無(wú)腐蝕性氣體及導(dǎo)電塵埃、無(wú)嚴(yán)重霉菌存在、無(wú)劇烈振動(dòng)源

　　3 電磁兼容

　　4 結(jié)構(gòu)尺寸 19 英寸、2U 機(jī)箱，寬 445mm 高 88.8mm 深 280mm

　　5 性能指標(biāo)

　　?    MTBF： 平均*時(shí)間，優(yōu)于 80000hour  MTTR： 平均維修時(shí)間，小于 30min，支持熱插拔

　　6  GPS授時(shí)設(shè)備接收天線

　　頻率：B1&L1；阻抗：50Ω；增益：42dB±2dB；（不含電纜）

　　噪聲系數(shù)：≤2.2dB；駐波比：≤2.0；極化方式：右旋極化；

　　外接電纜：RG-58/U連接器：BNC-J

　　防浪涌抗擾度性能：

　　工作溫度：-45℃～+85℃；  貯存溫度：-50℃～+90℃；濕度：結(jié)露，全防水；天線體積：φ106mm×121mm。

　　7  GPS/北斗信號(hào)接收器

　　靜態(tài)授時(shí)（用戶輸入位置）

　　單星授時(shí)

　　通道：192通道

　　授時(shí)精度：1PPS優(yōu)于20nS（ 1σ）。內(nèi)部電池：電池類型：鋰電池；電池壽命：≮25000h。

　　GPS接收器

　　接收頻率（GPS L1）：1575.42MHz（L1信號(hào)）。接收靈敏度：捕獲<-160dBW，跟蹤<-163dBW。

　　同時(shí)跟蹤：正常狀態(tài)下可同時(shí)跟蹤8～16顆GPS衛(wèi)星；

　　裝置冷啟動(dòng)時(shí)不小于4顆衛(wèi)星；裝置熱啟動(dòng)時(shí)不小于1顆衛(wèi)星。

　　捕獲時(shí)間：裝置冷啟動(dòng)時(shí)，<2min；裝置熱啟動(dòng)時(shí)，<20s。

　　北斗接收器

　　接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。

　　接收機(jī)靈敏度：-157.6dBW